JP5269036B2 - 貫流ファン、およびそれを備えた空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、貫流ファン、およびこの貫流ファンを搭載した空気調和機に関するものである。

従来の貫流ファンにおいては、例えば、「負荷がかかった時にも安定した流れ場を形成すること」を目的として、「貫流ファンのブレード形状を、ブレードの内周側に最大肉厚位置を規定する円弧状部を構成し、その円弧状部より外周方向に向かって徐々に肉厚が減少する肉厚分布の翼形状とした。」ものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また例えば、「送風量を減少させずに送風騒音を有効に低減すること」を目的として、「円板状または環状の一対の端板間に、複数の翼を周方向に所定の取付ピッチで環状に配して横架固着し、翼の軸方向中間部に仕切板を配設した横流ファンにおいて」、「翼は、その軸方向中間部での翼弦長の方が軸方向両端部での翼弦長よりも短くなるように形成されている」ものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００１−３２３８９１号公報（段落［０００７］、［０００８］、図１） 特開平１０−７７９８８号公報（段落［０００９］、［００１５］、図１、図４）

特許文献１に記載の貫流ファンでは、円板状の翼取付板のリング中央部ではリング表面で発達する境界層の影響を受けないので、空気を吸込み、吹出しやすい。
しかし、羽根車軸方向で同じ翼形状であるため、翼間距離が狭く翼間流路で通風抵抗となり送風効率が悪化する、という問題点があった。
また、送風効率の悪化により、羽根車を駆動するファンモータの消費電力が増加し、省エネルギー性に劣る、という問題点があった。

また、特許文献２に記載の貫流ファンでは、リング間の中央部の翼弦長が、リング近傍の翼弦長に対し短くなるように形成して、リング間の中央部の風速を減速し、ファン全体軸方向の風速分布を均一化している。
しかし、リングなどの障害物がないリング間中央部の流れやすい領域において、翼弦長を短くしているので、送風量が低減する、という問題点があった。
つまり、翼の圧力上昇を低下させることで羽根車軸方向の風速分布を均一化しているため、送風効率が悪化する、という問題点があった。
また、送風効率の悪化により、羽根車を駆動するファンモータの消費電力が増加し、省エネルギー性に劣る、という問題点があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、翼間流路内の通風抵抗を低減することができる貫流ファン、およびそれを備えた空気調和機を得るものである。
また、羽根車の風速分布の均一化を図ることができる貫流ファン、およびそれを備えた空気調和機を得るものである。
また、羽根車内および風路内での通風抵抗を低減し、送風効率を向上することができる貫流ファン、およびそれを備えた空気調和機を得るものである。
また、羽根車を駆動するファンモータの消費電力の増加を抑制し、省エネルギー性を向上することができる貫流ファン、およびそれを備えた空気調和機を得るものである。

本発明に係る貫流ファンは、回転軸方向に間隔を隔てて配置された少なくとも２つの支持板と、相互の支持板間において、支持板の周方向に間隔を隔てて配置された複数の翼とを有する羽根車を備えた貫流ファンにおいて、前記翼を前記回転軸方向に複数の領域に分割し、前記支持板に隣接する両端部分を第１領域、翼の中央部分を第２領域とし、前記翼の前記羽根車内周側端である翼内周側端部の肉厚が、前記第１領域より前記第２領域が肉薄に形成され、前記第１領域と前記第２領域との間を第３領域とし、前記第３領域の翼の肉厚が、前記第１領域の肉厚から前記第２領域の肉厚まで徐々に形状変化するように形成されていることを特徴とするものである。

本発明に係る空気調和機は、上記貫流ファンと、貫流ファンで形成される吸込み側流路に配置され、吸い込んだ空気と熱交換する熱交換器とを備えたものである。

本発明は、翼の翼内周側端部の肉厚が、支持板に隣接する第１領域より中央部分の第２領域が肉薄に形成されているので、翼間流路内の通風抵抗を低減することができる。
また、羽根車の風速分布の均一化を図ることができる。
また、羽根車内および風路内での通風抵抗を低減し、送風効率を向上することができる。
また、羽根車を駆動するファンモータの消費電力の増加を抑制し、省エネルギー性を向上することができる。

本発明の実施の形態１を示す空気調和機の外観斜視図である。 図１の空気調和機の縦断面図である。 図１の貫流ファンの羽根車の正面図である。 図３の翼１枚の翼圧力面側（回転方向側面）からの斜視図である。 図３の翼１枚の翼負圧面側（回転方向の逆側面）からの斜視図である。 図４の翼１枚のファン内周側から見た矢視Ｆ図である。 図３の翼１枚のＡ−Ａ断面図である。 図３の翼１枚のＢ−Ｂ断面図である。 図３の翼１枚のＢ−Ｂ断面図である。 図３の複数翼のＡ−Ａ断面図のファン吹出し側における拡大図である。 翼リング間長さＢに対するリング間中央部長さＢｂの比Ｂｂ／Ｂに対する風量同一時の騒音値変化を示した図である。 比Ｂｂ／Ｂに対する風量同一時のファンモータ消費電力の変化を示した図である。 実施の形態２を示す空気調和機に搭載される貫流ファンの図４に相当する斜視図である。 図１３の翼の図９に相当するＢ−Ｂ断面図である。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１を示す空気調和機の外観斜視図である。
図２は図１の空気調和機の縦断面図である。
図１、２において、本発明に係る空気調和機本体１は、空調される部屋１１の壁１１ａに設置されている。
また、本体前面１ａには取り外し可能な前面グリル６が取り付けられている。
また、本体上部１ｂには上部吸込口２、ホコリを除塵するフィルタ５、本体内に吸い込まれた空気と熱交換して冷暖房する熱交換器７が配設されている。
熱交換器７の下流側には、送風機である貫流ファン８が配設されている。
貫流ファン８は、羽根車８ａ、吸込側風路Ｅ１と吹出側風路Ｅ２を分離する舌部と熱交換器７から滴下される水滴を一時貯水するドレンパンとを有するスタビライザー９、および、羽根車８ａの吹出側には渦巻状のガイドウォール１０で構成されている。
さらに、吹出口３には風向ベーン（上下風向ベーン４ａ、左右風向ベーン４ｂ）が回動自在に取り付けられている。

図３は図１の貫流ファンの羽根車の正面図である。
図３において、貫流ファン８の羽根車８ａは、一例としてＡＳ樹脂などの熱可塑性樹脂で成形されている。
羽根車８ａは、円板状のリング８ｂの外周部から延出した複数の翼２０が、リング８ｂの周方向に連設し構成される羽根車単体８ｃを複数溶着し、連結し、一体を成している。
つまり、羽根車単体８ｃの相互のリング８ｂ間において、リング８ｂの周方向に間隔を隔てて配置された複数の翼２０が設けられている。
また、羽根車８ａは、一方をファンシャフト８ｄ、他端を羽根車８ａの内部側に突出したファンボス８ｅとモータ１２のモータシャフト１２ａとがネジ等で固定され、両支持の状態で、ファン回転軸Ｏを中心としてファン回転方向ＲＯに回動することで送風される。
なお、「リング８ｂ」は、本発明における「支持板」に相当する。

なお、本実施の形態では、羽根車８ａを複数の羽根車単体８ｃを連結して形成したが、本発明はこれに限るものでなく、羽根車単体８ｃのみで構成しても良い。
なお、本実施の形態では、円板状のリング８ｂを用いるが、本発明はこれに限るものではない。例えば多角形の支持板を用いても良い。

図４は図３の翼１枚の翼圧力面側（回転方向側面）からの斜視図である。
図５は図３の翼１枚の翼負圧面側（回転方向の逆側面）からの斜視図である。
図６は図４の翼１枚のファン内周側から見た矢視Ｆ図である。
図４〜図６において、翼２０は、羽根車８ａの外周側端である翼外周側端部２０ｄが、羽根車８ａの内周側端である翼内周側端部２０ｃに対し、ファン回転方向ＲＯに前傾した形状で形成されている。
翼２０は、回転軸方向に複数の領域に分割し、リング８ｂに隣接する両端部分を翼リング近傍部２０ａ、翼２０の中央部分を翼リング間中央部２０ｂとし、翼リング近傍部２０ａと翼リング間中央部２０ｂとの間を翼接続部２０ｅとした、５領域で形成されている。
なお、「翼リング近傍部２０ａ」は、本発明における「第１領域」に相当する。
なお、「翼リング間中央部２０ｂ」は、本発明における「第２領域」に相当する。
なお、「翼接続部２０ｅ」は、本発明における「第３領域」に相当する。

翼２０の翼内周側端部２０ｃの肉厚は、翼リング近傍部２０ａより翼リング間中央部２０ｂが肉薄に形成されている。
また、翼接続部２０ｅの翼２０の肉厚が、翼リング近傍部２０ａの肉厚から翼リング間中央部２０ｂの肉厚まで徐々に形状変化するように形成されている。
つまり、翼２０の翼内周側端部２０ｃは、翼２０のファン回転方向ＲＯに対して前面となる翼圧力面２０ｐと、ファン回転方向ＲＯに対して後面となる翼負圧面２０ｓとの両面で、翼リング間中央部２０ｂのファン回転軸Ｏ方向の所定長さで凹むように形成されている。

また、図６に示すように、ファン回転軸Ｏ方向の翼２０の全長である翼リング間長さＢにおいて、翼リング間中央部２０ｂのファン回転軸Ｏ方向の長さＢｂ、両端２箇所の翼リング近傍部２０ａのファン回転軸Ｏ方向の各長さＢａ、２箇所の翼接続部２０ｅのファン回転軸Ｏ方向の各長さＢｃは、Ｂｂ＞Ｂａ＞Ｂｃの関係である。

図７は図３の翼１枚のＡ−Ａ断面図である。
図７においては翼リング近傍部２０ａのファン回転軸Ｏに直交する断面を示している。
図７に示すように、翼２０は、ファン回転軸Ｏに直交する断面が円弧状に形成されている。
翼２０の翼リング近傍部２０ａでの翼外周側端部２０ｄａおよび翼内周側端部２０ｃａは共に円弧形状に形成されている。また、翼外周側端部２０ｄａは、リング８ｂの外周よりも内周側に位置している。
そして、翼リング近傍部２０ａでの翼２０の肉厚は、翼外周側端部２０ｄａから翼内周側端部２０ｃａへ向かって徐々に厚く形成されている。

すなわち、翼リング近傍部２０ａでの翼内周側端部２０ｃａの円弧中心点Ｃ１ａの肉厚をｔ１ａとし、翼外周側端部２０ｄａの円弧中心点Ｃ２ａの肉厚をｔ２ａとし、翼弦中心点Ｃ３ａ（後述）の肉厚をｔ３ａとすると、翼リング近傍部２０ａの翼２０の肉厚は、翼外周側端部２０ｄａの肉厚ｔ２ａ＜翼弦中心点Ｃ３ａの肉厚ｔ３ａ＜翼内周側端部２０ｃａの肉厚ｔ１ａ、となるように形成されている。
ここで、翼内周側端部２０ｃａの肉厚ｔ１ａは、翼内周側端部２０ｃａの円弧に内接する円の直径に相当する。
また、翼外周側端部２０ｄａの肉厚ｔ２ａは、翼外周側端部２０ｄａの円弧に内接する円の直径に相当する。
また、翼弦中心点Ｃ３ａの肉厚ｔ３ａは、翼外周側端部２０ｄａの円弧中心点Ｃ２ａと翼内周側端部２０ｃａの円弧中心点Ｃ１ａとを結んだ線を翼弦線Ｌａとし、この翼弦線Ｌａの垂直二等分線と、翼２０の翼リング近傍部２０ａでの肉厚中心線であるそり線Ｓａとの交点である翼弦中心点Ｃ３ａにおいて内接する円の直径に相当する。

翼リング近傍部２０ａでのファン回転軸Ｏに直交する断面において、翼圧力面２０ｐ、そり線Ｓａ、翼負圧面２０ｓはそれぞれ円弧形状に形成されている。
そして、翼圧力面２０ｐの円弧半径をＲａ１とし、翼負圧面２０ｓの円弧半径をＲａ２とし、そり線Ｓａの円弧半径をＲａ３とすると、翼圧力面２０ｐの円弧半径Ｒａ１＜そり線Ｓａの円弧半径Ｒａ３＜翼負圧面２０ｓの円弧半径Ｒａ２、となるように形成されている。
つまり、翼圧力面２０ｐの円弧半径Ｒａ１が、翼負圧面２０ｓの円弧半径Ｒａ２より小さく形成されおり、翼圧力面２０ｐ側ほど円弧半径が小さく、反りが大きい形状である。

なお、図７において、Ｒ０１ａは、ファン回転軸Ｏを中心とした翼リング近傍部２０ａでの翼内周側端部２０ｃａの円弧中心点Ｃ１ａを通る円の半径である。
また、Ｒ０２ａは、ファン回転軸Ｏを中心とした翼リング近傍部２０ａでの翼外周側端部２０ｄａの円弧中心点Ｃ２ａを通る円の半径である。

図８は図３の翼１枚のＢ−Ｂ断面図である。
図８においては翼リング間中央部２０ｂのファン回転軸Ｏに直交する断面を示している。
図８に示すように、翼２０は、ファン回転軸Ｏに直交する断面が円弧状に形成されている。
翼２０の翼リング間中央部２０ｂでの翼外周側端部２０ｄｂおよび翼内周側端部２０ｃｂは共に円弧形状に形成されている。また、翼外周側端部２０ｄｂは、リング８ｂの外周よりも内周側に位置している。
そして、翼リング間中央部２０ｂでの翼２０の肉厚は、翼外周側端部２０ｄｂから、翼外周側端部２０ｄｂと翼内周側端部２０ｃｂとの中央へ向かって徐々に厚く形成され、この中央から翼内周側端部２０ｃｂへ向かって徐々に薄く形成されている。

すなわち、翼リング間中央部２０ｂでの翼内周側端部２０ｃｂの円弧中心点Ｃ１ｂの肉厚をｔ１ｂとし、翼外周側端部２０ｄｂの円弧中心点Ｃ２ｂの肉厚をｔ２ｂとし、翼弦中心点Ｃ３ａ’（後述）の肉厚をｔ３ａとすると、例えば、翼リング間中央部２０ｂの翼２０の肉厚は、翼外周側端部２０ｄｂの肉厚ｔ２ｂ＜翼弦中心点Ｃ３ａ’の肉厚ｔ３ａ、かつ、翼弦中心点Ｃ３ａ’の肉厚ｔ３ａ＞翼内周側端部２０ｃｂの肉厚ｔ１ｂ、となるように形成されている。
ここで、翼内周側端部２０ｃｂの肉厚ｔ１ｂは、翼内周側端部２０ｃｂの円弧に内接する円の直径に相当する。
また、翼外周側端部２０ｄｂの肉厚ｔ２ｂは、翼外周側端部２０ｄｂの円弧に内接する円の直径に相当する。
また、翼弦中心点Ｃ３ａ’は、図７のＡ−Ａ断面における翼弦中心点Ｃ３ａのＢ−Ｂ断面への投影点である。翼弦中心点Ｃ３ａ’の肉厚ｔ３ａは、翼弦中心点Ｃ３ａ’において内接する円の直径に相当し、図７のＡ−Ａ断面における翼弦中心点Ｃ３ａの肉厚ｔ３ａと同一である。

なお、本実施の形態では、図７のＡ−Ａ断面における翼弦中心点Ｃ３ａのＢ−Ｂ断面への投影点である翼弦中心点Ｃ３ａ’の肉厚ｔ３ａが最大となり、その肉厚がＡ−Ａ断面と同一の場合を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

なお、図８において、Ｌｂは、翼外周側端部２０ｄｂの円弧中心点Ｃ２ｂと翼内周側端部２０ｃｂの円弧中心点Ｃ１ｂとを結んだ翼弦線である。
また、Ｓｂは、翼２０の翼リング間中央部２０ｂでの肉厚中心線であるそり線である。
また、Ｒ０１ｂは、ファン回転軸Ｏを中心とした翼リング間中央部２０ｂでの翼内周側端部２０ｃｂの円弧中心点Ｃ１ｂを通る円の半径である。
また、Ｒ０２ｂは、ファン回転軸Ｏを中心とした翼リング間中央部２０ｂでの翼外周側端部２０ｄｂの円弧中心点Ｃ２ｂを通る円の半径である。

翼リング間中央部２０ｂでのファン回転軸Ｏに直交する断面において、翼圧力面２０ｐ、そり線Ｓｂ、翼負圧面２０ｓはそれぞれ円弧形状に形成されている。
そして、翼圧力面２０ｐの円弧半径をＲｂ１とし、翼負圧面２０ｓの円弧半径をＲｂ２とし、翼２０の翼リング間中央部２０ｂでの肉厚中心線であるそり線Ｓｂの円弧半径をＲｂ３とすると、翼圧力面２０ｐの円弧半径Ｒｂ１＞そり線Ｓｂの円弧半径Ｒｂ３＞翼負圧面２０ｓの円弧半径Ｒｂ２、となるように形成されている。
つまり、翼圧力面２０ｐの円弧半径Ｒｂ１が、翼負圧面２０ｓの円弧半径Ｒｂ２より大きく形成されており、翼負圧面２０ｓ側ほど円弧半径が小さく、反りが大きい形状である。

図９は図３の翼１枚のＢ−Ｂ断面図である。
図９においては翼リング間中央部２０ｂのファン回転軸Ｏに直交する断面と共に、翼リング近傍部２０ａの形状を示している。
図９に示すように、翼２０は、翼外周側端部２０ｄから、翼外周側端部２０ｄと翼内周側端部２０ｃとの中央までは、翼リング近傍部２０ａと翼リング間中央部２０ｂとが同一形状となるように形成されている。
そして、翼外周側端部２０ｄと翼内周側端部２０ｃとの中央から、翼内周側端部２０ｃまでは、翼リング近傍部２０ａと翼リング間中央部２０ｂと翼接続部２０ｅとで形状が変化するように形成されている。
例えば、翼外周側端部２０ｄから翼弦中心点Ｃ３ａまでは、各部の形状が同一形状となるように形成され、翼弦中心点Ｃ３ａから翼内周側端部２０ｃまでは、各部の形状が変化するように形成されている。

また、Ｒ０１ｃは、ファン回転軸Ｏを中心とした翼リング間中央部２０ｂでの翼内周側端部２０ｃｂの端面を通る円の半径であり、ファン回転軸Ｏを中心とした翼リング近傍部２０ａでの翼内周側端部２０ｃａの端面を通る円の半径と同一である。

さらに、翼２０の翼リング近傍部２０ａでの肉厚中心線であるそり線Ｓａと、翼リング間中央部２０ｂでの肉厚中心線であるそり線Ｓｂとが同一となるように形成されている。

図１０は図３の複数翼のＡ−Ａ断面図のファン吹出し側における拡大図である。
図１０に示すように、隣り合う翼２０間の距離を、各翼２０の表面に内接する円の直径で表すと、翼リング間中央部２０ｂの翼内周側端部２０ｃｂにおける翼間距離Ｍ１ｂ、翼リング近傍部２０ａの翼内周側端部２０ｃａにおける翼間距離Ｍ１ａは、Ｍ１ａ＜Ｍ１ｂとなる。すなわち、翼リング間中央部２０ｂの方が翼リング近傍部２０ａより翼間距離が大きい。
また、翼リング近傍部２０ａの翼外周側端部２０ｄａにおける翼間距離Ｍ２ａと、翼リング間中央部２０ｂの翼外周側端部２０ｄｂにおける翼間距離Ｍ２ｂとが同一である。
また、少なくとも、翼外周側端部２０ｄａ、２０ｄｂにおける翼間距離Ｍ２ａ、Ｍ２ｂは、翼内周側端部２０ｃａ、２０ｃｂにおける翼間距離Ｍ１ａ、Ｍ１ｂよりも小さくなるように形成している。
なお、図１０において、Ｕａは、翼リング近傍部２０ａからの吹出し流れを示している。また、Ｕｂは、翼リング間中央部２０ｂからの吹出し流れを示している。

以上のように本実施の形態においては、翼２０をファン回転軸Ｏ方向に複数の領域に分割し、リング８ｂに隣接する両端部分を翼リング近傍部２０ａ、翼２０の中央部分を翼リング間中央部２０ｂとし、翼２０の羽根車８ａ内周側端である翼内周側端部２０ｃの肉厚が、翼リング近傍部２０ａより翼リング間中央部２０ｂが肉薄に形成されている。
このため、翼リング間中央部２０ｂの翼内周側端部２０ｃｂにおける翼間距離Ｍ１ｂが、翼リング近傍部２０ａの翼内周側端部２０ｃａにおける翼間距離Ｍ１ａより大きくなる。よって、ファン吹出領域において、翼リング近傍部２０ａより翼リング間中央部２０ｂの方が翼間通過風速を減速して吹出すことができる。
その結果、ファン吹出領域のファン回転軸Ｏ方向で風速分布の均一化を図ることができ、吹出風路の通風抵抗が低減し、ファンモータの消費電力を低減できる。従って、省エネルギー性を向上することができる。

また、翼リング近傍部２０ａでは翼内周側端部２０ｃａの肉厚が厚いので、翼内周側端部２０ｃｂにおける翼間距離Ｍ１ｂが小さくなる。
このため、リング８ｂ表面で発達する境界層乱れ流れが流入しても、翼リング近傍部２０ａで流れを増速しファン吹出側へ吹出される。
つまり、翼２０への流入流れの乱れおよび風速が低減されることで騒音を低減することができる。

また、本実施の形態においては、翼リング近傍部２０ａと翼リング間中央部２０ｂとの間を翼接続部２０ｅとし、翼接続部２０ｅの翼２０の肉厚が、翼リング近傍部２０ａの肉厚から翼リング間中央部２０ｂの肉厚まで徐々に形状変化するように形成されている。
このため、翼間通過風速を滑らかに減速させて吹出すことができる。
その結果、ファン吹出領域のファン回転軸Ｏ方向で風速分布の均一化を図ることができ、吹出風路の通風抵抗が低減し、ファンモータの消費電力を低減できる。従って、省エネルギー性を向上することができる。

また、本実施の形態においては、翼リング近傍部２０ａの翼２０の肉厚は、翼外周側端部２０ｄａから、翼内周側端部２０ｃａへ向かって徐々に厚く形成されている。また、翼リング間中央部２０ｂの翼２０の肉厚は、翼外周側端部２０ｄから、翼外周側端部２０ｄと翼内周側端部２０ｃとの中央へ向かって徐々に厚く形成され、中央から翼内周側端部２０ｃへ向かって徐々に薄く形成されている。
このため、リング８ｂ表面で発達する境界層乱れ流れが流入しても、翼間距離Ｍ１ａが小さいので滑らかに乱れを減衰し、ファン吹出側へ吹出される。つまり、翼２０への流入流れの乱れおよび風速が低減されることで騒音低減できる。
また、翼リング間中央部２０ｂの方が翼間通過風速を減速して吹出すことができる。
その結果、ファン吹出領域のファン回転軸Ｏ方向で風速分布の均一化を図ることができ、吹出風路の通風抵抗が低減し、ファンモータの消費電力を低減できる。従って、省エネルギー性を向上することができる。

また、本実施の形態においては、翼２０は、ファン回転軸Ｏに直交する断面が円弧状に形成され、翼外周側端部２０ｄと翼内周側端部２０ｃとを結んだ弦線の垂直二等分線と、翼２０の肉厚中心との交点を翼弦中心点Ｃ３ａとした場合、翼リング近傍部２０ａの翼２０の肉厚は、翼外周側端部２０ｄの肉厚＜翼弦中心点Ｃ３ａの肉厚＜翼内周側端部２０ｃの肉厚、となるように形成されている。また、翼リング間中央部２０ｂの翼２０の肉厚は、翼外周側端部２０ｄの肉厚＜翼弦中心点Ｃ３ａの肉厚、かつ、翼弦中心点Ｃ３ａの肉厚＞翼内周側端部２０ｃの肉厚、となるように形成されている。
このため、リング８ｂ表面で発達する境界層乱れ流れが流入しても、翼間距離Ｍ１ａが小さいので滑らかに乱れを減衰し、ファン吹出側へ吹出される。つまり、翼２０への流入流れの乱れおよび風速が低減されることで騒音低減できる。
また、翼リング間中央部２０ｂの方が翼間通過風速を減速して吹出すことができる。
その結果、ファン吹出領域のファン回転軸Ｏ方向で風速分布の均一化を図ることができ、吹出風路の通風抵抗が低減し、ファンモータの消費電力を低減できる。従って、省エネルギー性を向上することができる。

また、本実施の形態においては、翼リング近傍部２０ａの、翼２０のファン回転方向ＲＯに対して前面となる翼圧力面２０ｐの円弧半径が、翼２０のファン回転方向ＲＯに対して後面となる翼負圧面２０ｓの円弧半径より小さく形成され、翼リング間中央部２０ｂの、翼圧力面２０ｐの円弧半径が、翼負圧面２０ｓの円弧半径より大きく形成されている。
このため、通過風量が大きい翼リング間中央部２０ｂでは、翼圧力面２０ｐにおける流れの転向角度を小さくすることができる。
また、通過風量が小さい翼リング近傍部２０ａでは、翼圧力面２０ｐにおける流れの転向角度を大きくすることができる。
つまり、図１０に示すように、翼リング間中央部２０ｂからの吹出し流れＵｂは、吹出口３の高さ方向中央からガイドウォール１０側に吹出す。
また、翼リング近傍部２０ａからの吹出し流れＵａは、吹出し流れＵｂより吹出口３の高さ方向で上方の中央からスタビライザー９側に吹出す。
その結果、ファン回転軸Ｏ方向において吹出口３の高さ方向で異なる風向で吹出すことができ、高速領域が拡散し、偏流が抑制され、風速分布が均一化されるので、通風抵抗が低減する。
よって、風路内の通風抵抗を低くすることができ、ファンモータの消費電力を低減できる。従って、省エネルギー性を向上することができる。

また、本実施の形態においては、翼２０の各領域におけるファン回転軸Ｏに直交する断面の形状は、翼外周側端部２０ｄから、翼外周側端部２０ｄと翼内周側端部２０ｃとの中央までは、各領域で同一形状となるように形成されている。また、翼外周側端部２０ｄと翼内周側端部２０ｃとの中央から、翼内周側端部２０ｃまでは、各領域で形状が変化するように形成されている。
このため、翼２０へのホコリの付着を抑制することができる。つまり、羽根車８ａの外周側においてファン回転軸Ｏ方向で肉厚や翼外周側端部２０ｄが、例えば波状であったり、切り欠き等の形状変化部があると、貫流ファン８の起動時にファン周囲に浮遊するホコリが前記形状変化部に引っかかり、これを起源にホコリが付着し翼２０にこびり付いてしまうことがある。本実施の形態においては、中央から翼内周側端部２０ｃまでの形状が変化するように形成されているので、ホコリの付着を抑制できる。
よって、貫流ファン８の清潔性を保つことができる。その結果、衛生的な空気調和機を得ることができる。

また、本実施の形態においては、図６に示したように、ファン回転軸Ｏ方向の翼リング間長さＢにおいて、翼リング間中央部２０ｂのファン回転軸Ｏ方向の長さＢｂ、両端２箇所の翼リング近傍部２０ａのファン回転軸Ｏ方向の各長さＢａ、２箇所の翼接続部２０ｅのファン回転軸Ｏ方向の各長さＢｃは、Ｂｂ＞Ｂａ＞Ｂｃの関係である。
この翼リング間中央部２０ｂの長さＢｂが、翼リング間長さＢに対し比率が高すぎると、リング間中央部に流れが集中しすぎ、逆に比率が低すぎると騒音低減効果・省エネルギー効果が得られないことから、最適範囲が存在する。

図１１は翼リング間長さＢに対するリング間中央部長さＢｂの比Ｂｂ／Ｂに対する風量同一時の騒音値変化を示した図である。
図１２は比Ｂｂ／Ｂに対する風量同一時のファンモータ消費電力の変化を示した図である。
図１１に示すように、翼２０のファン回転軸Ｏ方向の翼リング間長さＢに対する、翼リング間中央部２０ｂのファン回転軸Ｏ方向の長さＢｂの比Ｂｂ／Ｂが、少なくとも０．４〜０．６であれば、騒音低減効果が得られる。
また、図１２のように、Ｂｂ／Ｂが、少なくとも０．３〜０．７であれば、ファンモータの消費電力が低減できる。
よって、Ｂｂ／Ｂが、少なくとも０．４〜０．６であれば、騒音低減効果およびファンモータ消費電力の低減効果が得られ、静粛で省エネルギー性の高い貫流ファン８および空気調和機が得られる。

実施の形態２．
図１３は実施の形態２を示す空気調和機に搭載される貫流ファンの図４に相当する斜視図である。
図１４は図１３の翼の図９に相当するＢ−Ｂ断面図である。
図１４においては翼リング間中央部２０ｂのファン回転軸Ｏに直交する断面と共に、翼リング近傍部２０ａの形状を示している。
なお、図１３、図１４においては、上述した実施の形態１に対応する構成には同一の符号を付する。以下、上記実施の形態１との相違点を中心に記述する。

図１３に示すように、翼リング間中央部２０ｂの翼内周側端部２０ｃは、翼リング近傍部２０ａより羽根車８ａの内周側に突出して形成されている。つまり、凸型形状である。
また、図１４に示すように、翼リング間中央部２０ｂのそり線Ｓｂが、翼リング近傍部２０ａのそり線Ｓａと同一であり、羽根車８ａの内周側に向かいそり線Ｓａの延長線上で突出している。すなわち、翼リング間中央部２０ｂの肉厚中心における円弧半径が、翼リング近傍部２０ａの肉厚中心における円弧半径と同一となるように形成されている。
また、翼リング近傍部２０ａでの翼外周側端部２０ｄａの円弧中心点Ｃ２ａと、翼リング間中央部２０ｂでの翼外周側端部２０ｄｂの円弧中心点Ｃ２ｂとが同一である。

また、図１４において、Ｌａは、翼リング近傍部２０ａでの翼内周側端部２０ｃａの円弧中心点Ｃ１ａと、翼外周側端部２０ｄａの円弧中心点Ｃ２ａとを結んだ線の翼弦線である。
また、Ｌｂは、翼リング間中央部２０ｂでの翼内周側端部２０ｃｂの円弧中心点Ｃ１ｂと、翼外周側端部２０ｄｂの円弧中心点Ｃ２ｂとを結んだ線の翼弦線である。
そして、翼弦線Ｌｂの長さは、翼弦線Ｌａより長く形成されている。

また、Ｒ０１ａは、ファン回転軸Ｏを中心とした翼リング近傍部２０ａでの翼内周側端部２０ｃａの円弧中心点Ｃ１ａを通る円の半径である。
また、Ｒ０１ｂは、ファン回転軸Ｏを中心とした翼リング間中央部２０ｂでの翼内周側端部２０ｃｂの円弧中心点Ｃ１ｂを通る円の半径である。
そして、半径Ｒ０１ａ＞半径Ｒ０１ｂとなるように形成されている。

以上のように本実施の形態においては、翼リング間中央部２０ｂの翼内周側端部２０ｃは、翼リング近傍部２０ａより羽根車８ａ内周側に突出して形成されている。
このため、翼リング間中央部２０ｂの翼弦長（翼弦線Ｌｂの長さ）が、翼リング近傍部２０ａの翼弦長（翼弦線Ｌａの長さ）よりも長くなり、翼リング間中央部２０ｂの静圧上昇を、翼リング近傍部２０ａに比べて高くすることができる。
そのため、ファン回転軸Ｏ方向で翼リング間中央部２０ｂから両側の翼リング近傍部２０ａへ向け、高圧から低圧となる圧力勾配を生成することができる。その結果、翼リング間中央部２０ｂから翼リング近傍部２０ａへの流れを生成することができる。
よって、上記実施の形態１の翼リング近傍部２０ａでの境界層乱れ流れの抑制効果に加え、翼リング間中央部２０ｂから翼リング近傍部２０ａへの流れにより、さらに、リング８ｂ表面での境界層の発達を抑えることができ、翼２０の出口側での剥離乱れがさらに抑制される。
よって、さらに騒音低減が可能とともに、有効風路も拡大することで翼間内部での通風抵抗が低減し、ファンモータの消費電力が低減可能である。
従って、さらに静粛で省エネルギー性の高い貫流ファン８および空気調和機が得られる。

本発明の貫流ファンは、前述した空気調和機に限らず、空気清浄機、加湿器、除湿器などにおいて有効に利用することができるものである。

１ 空気調和機本体、１ａ 本体前面、１ｂ 本体上部、２ 上部吸込口、３ 吹出口、４ａ 上下風向ベーン、４ｂ 左右風向ベーン、５ フィルタ、６ 前面グリル、７ 熱交換器、８ 貫流ファン、８ａ 羽根車、８ｂ リング、８ｃ 羽根車単体、８ｄ ファンシャフト、８ｅ ファンボス、９ スタビライザー、１０ ガイドウォール、１１ 部屋、１１ａ 壁、１２ モータ、１２ａ モータシャフト、２０ 翼、２０ａ 翼リング近傍部、２０ｂ 翼リング間中央部、２０ｃ 翼内周側端部、２０ｃａ 翼リング近傍部２０ａでの翼内周側端部、２０ｃｂ 翼リング間中央部２０ｂでの翼内周側端部、２０ｄ 翼外周側端部、２０ｄａ 翼リング近傍部２０ａでの翼外周側端部、２０ｄｂ 翼リング間中央部２０ｂでの翼外周側端部、２０ｅ 翼接続部、２０ｐ 翼圧力面、２０ｓ 翼負圧面、Ｂ 翼リング間長さ、Ｂａ 翼リング近傍部２０ａの長さ、Ｂｂ 翼リング間中央部２０ｂの長さ、Ｂｃ 翼接続部２０ｅの長さ、Ｃ１ａ 翼リング近傍部２０ａでの翼内周側端部２０ｃａの円弧中心点、Ｃ１ｂ 翼リング間中央部２０ｂでの翼内周側端部２０ｃｂの円弧中心点、Ｃ２ａ 翼リング近傍部２０ａでの翼外周側端部２０ｄａの円弧中心点、Ｃ２ｂ 翼リング間中央部２０ｂでの翼外周側端部２０ｄｂの円弧中心点、Ｃ３ａ 翼リング近傍部２０ａでの翼弦中心点、Ｃ３ａ’ 翼弦中心点Ｃ３ａのＢ−Ｂ断面への投影点、Ｅ１ 吸込側風路、Ｅ２ 吹出側風路、Ｆ 矢視、Ｌａ 翼リング近傍部２０ａでの翼弦線、Ｌｂ 翼リング間中央部２０ｂでの翼弦線、Ｍ１ａ 翼リング近傍部２０ａの翼内周側端部２０ｃａにおける翼間距離、Ｍ１ｂ 翼リング間中央部２０ｂの翼内周側端部２０ｃｂにおける翼間距離、Ｍ２ａ 翼リング近傍部２０ａの翼外周側端部２０ｄａにおける翼間距離、Ｍ２ｂ 翼リング間中央部２０ｂの翼外周側端部２０ｄｂにおける翼間距離、Ｏ ファン回転軸、ＲＯ ファン回転方向、Ｒ０１ａ ファン回転軸Ｏを中心とした翼リング近傍部２０ａでの翼内周側端部２０ｃａの円弧中心点Ｃ１ａを通る円の半径、Ｒ０１ｂ ファン回転軸Ｏを中心とした翼リング間中央部２０ｂでの翼内周側端部２０ｃａの円弧中心点Ｃ１ａを通る円の半径、Ｒ０２ａ ファン回転軸Ｏを中心とした翼リング近傍部２０ａでの翼外周側端部２０ｄａの円弧中心点Ｃ２ａを通る円の半径、Ｒ０２ｂ ファン回転軸Ｏを中心とした翼リング間中央部２０ｂでの翼外周側端部２０ｄａの円弧中心点Ｃ２ａを通る円の半径、Ｒａ１ 翼リング近傍部２０ａでの翼圧力面２０ｐの円弧半径、Ｒａ２ 翼リング近傍部２０ａでの翼負圧面２０ｓの円弧半径、Ｒａ３ 翼リング近傍部２０ａでのそり線Ｓａの円弧半径、Ｒｂ１ 翼リング間中央部２０ｂでの翼圧力面２０ｐの円弧半径、Ｒｂ２ 翼リング間中央部２０ｂでの翼負圧面２０ｓの円弧半径、Ｒｂ３ 翼リング間中央部２０ｂでのそり線Ｓｂの円弧半径、Ｓａ 翼リング近傍部２０ａでのそり線、Ｓｂ 翼リング間中央部２０ｂでのそり線、Ｕａ 翼リング近傍部２０ａからの吹出し流れ、Ｕｂ 翼リング間中央部２０ｂからの吹出し流れ、ｔ１ａ 翼リング近傍部２０ａでの翼内周側端部２０ｃａの円弧中心点Ｃ１ａの肉厚、ｔ１ｂ 翼リング間中央部２０ｂでの翼内周側端部２０ｃｂの円弧中心点Ｃ１ｂの肉厚、ｔ２ａ 翼リング近傍部２０ａでの翼外周側端部２０ｄａの円弧中心点Ｃ２ａの肉厚、ｔ２ｂ 翼リング間中央部２０ｂでの翼外周側端部２０ｄｂの円弧中心点Ｃ２ｂの肉厚、ｔ３ａ 翼リング近傍部２０ａでの翼弦中心点Ｃ３ａの肉厚。

Claims (10)

1. 回転軸方向に間隔を隔てて配置された少なくとも２つの支持板と、
   相互の支持板間において、支持板の周方向に間隔を隔てて配置された複数の翼とを有する羽根車を備えた貫流ファンにおいて、
   前記翼を前記回転軸方向に複数の領域に分割し、前記支持板に隣接する両端部分を第１領域、翼の中央部分を第２領域とし、
   前記翼の前記羽根車内周側端である翼内周側端部の肉厚が、前記第１領域より前記第２領域が肉薄に形成され、
   前記第１領域と前記第２領域との間を第３領域とし、
   前記第３領域の翼の肉厚が、前記第１領域の肉厚から前記第２領域の肉厚まで徐々に形状変化するように形成されている
   ことを特徴とする貫流ファン。
2. 前記第１領域の翼の肉厚は、前記翼の前記羽根車外周側端である翼外周側端部から、翼内周側端部へ向かって徐々に厚く形成され、
   前記第２領域の翼の肉厚は、翼外周側端部から、翼外周側端部と翼内周側端部との中央へ向かって徐々に厚く形成され、前記中央から翼内周側端部へ向かって徐々に薄く形成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の貫流ファン。
3. 前記翼は、前記回転軸に直交する断面が円弧状に形成され、
   翼外周側端部と翼内周側端部とを結んだ弦線の垂直二等分線と、前記翼の肉厚中心との交点を翼弦中心点とした場合、
   前記第１領域の翼の肉厚は、翼外周側端部の肉厚＜翼弦中心点の肉厚＜翼内周側端部の肉厚、となるように形成され、
   前記第２領域の翼の肉厚は、翼外周側端部の肉厚＜翼弦中心点の肉厚、かつ、翼弦中心点の肉厚＞翼内周側端部の肉厚、となるように形成されている
   ことを特徴とする請求項２記載の貫流ファン。
4. 前記翼は、前記回転軸に直交する断面が円弧状に形成され、
   前記第１領域の、前記翼の回転方向に対して前面となる翼圧力面の円弧半径が、前記翼の回転方向に対して後面となる翼負圧面の円弧半径より小さく形成され、
   前記第２領域の、翼圧力面の円弧半径が、翼負圧面の円弧半径より大きく形成されている
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の貫流ファン。
5. 前記翼の各領域における前記回転軸に直交する断面の形状は、
   翼外周側端部から、翼外周側端部と翼内周側端部との中央までは、各領域で同一形状となるように形成し、
   翼外周側端部と翼内周側端部との中央から、翼内周側端部までは、各領域で形状が変化するように形成されている
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の貫流ファン。
6. 前記第２領域の翼内周側端部は、前記第１領域より前記羽根車内周側に突出して形成されている
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の貫流ファン。
7. 前記翼は、前記回転軸に直交する断面が円弧状に形成され、
   前記第２領域の肉厚中心における円弧半径が、前記第１領域の肉厚中心における円弧半径と同一となるように形成されている
   ことを特徴とする請求項６記載の貫流ファン。
8. 前記翼の前記回転軸方向の全長（Ｂ）に対する、前記第２領域の前記回転軸方向の長さ（Ｂｂ）の比（Ｂｂ／Ｂ）が、０．４〜０．６となるように形成されている
   ことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の貫流ファン。
9. 前記翼の前記回転軸方向の全長（Ｂ）に対する、前記第２領域の前記回転軸方向の長さ（Ｂｂ）の比（Ｂｂ／Ｂ）が、０．３〜０．７となるように形成されている
   ことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の貫流ファン。
10. 請求項１〜９の何れか１項に記載の貫流ファンと、
    前記貫流ファンで形成される吸込み側流路に配置され、吸い込んだ空気と熱交換する熱交換器と
    を備えたことを特徴とする空気調和機。

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